CN104912581B - 液压支架数据采集方法和系统、液压支架集控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压支架数据采集方法和系统、液压支架集控系统，液压支架数据采集方法包括如下步骤：获取采煤机所处的液压支架的编号；根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号；根据采煤机所处的液压支架的编号以及所述邻近液压支架的编号采集液压支架的支架信息数据。本发明通过采集采煤机所处液压支架及邻近液压支架的支架信息数据，无需轮询所有液压支架的数据，使远程控制中心及时获取有效的液压支架数据，提高远程控制中心与综采工作面有效数据的传输速率，同时由于有效数据传输速率提高，可适当提高采煤机的运行速度，进而提高自动化开采效率，可广泛应用在自动化开采领域。

Description

液压支架数据采集方法和系统、液压支架集控系统

技术领域

本发明涉及煤矿综合机械化采煤技术领域，特别是涉及一种基于采煤机位置的液压支架数据采集方法和系统。

背景技术

煤矿综采(煤矿综合机械化采煤)工作面环境恶劣、劳动强度大，越来越多的综采工作面在远程控制中心进行远程控制，实现综采工作面的无人化、自动化采煤。在煤矿综采工作面自动化开采过程中，远程控制中心人员必须及时知悉液压支架的有效数据，掌握综采工作面现场开采情况，才能安全的实现自动化开采。由于煤矿环境恶劣的因素，采集到的液压支架数据通过RS485/CAN等总线的通讯方式传输到远程控制中心。目前液压支架数据的采集都是轮询整个综采工作面的所有液压支架，而RS485/CAN等总线通讯方式虽具有传输数据稳定的特点，但其传输速率比较低，轮询所有液压支架的支架信息数据耗时较长，这样远程控制中心人员不能及时获取有效的支架信息数据，导致自动化开采效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种基于采煤机位置的液压支架数据采集方法和系统，使远程控制中心人员及时获取有效的支架信息数据，提高自动化开采效率。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下的技术方案：

一种液压支架数据采集方法，包括如下步骤：

获取采煤机所处的液压支架的编号；

根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号；

根据采煤机所处的液压支架的编号以及所述邻近液压支架的编号采集液压支架的支架信息数据。

相应的，本发明实施例中还提供一种液压支架数据采集系统，包括：

采煤机位置确定模块，用于获取采煤机所处的液压支架的编号；

邻近液压支架确定模块，用于根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号；

数据获取模块，用于根据采煤机所处的液压支架的编号以及所述邻近液压支架的编号采集液压支架的支架信息数据。

本发明实施例还提供一种液压支架集控系统，包括监控主机，所述监控主机包括上述的液压支架数据采集系统，所述液压支架集控系统还包括网络转换器、支架控制器服务器、支架控制器、传感器；

所述传感器、所述支架控制器均与液压支架连接，所述支架控制器分别与所述传感器、所述支架控制器服务器连接，所述网络转换器分别与采煤机、所述监控主机、所述支架控制器服务器连接。

本发明通过采集在自动化开采过程中起关键作用的液压支架的支架信息数据，即采煤机所处液压支架及邻近液压支架的支架信息数据，无需轮询所有液压支架的支架信息数据，使远程控制中心及时获取有效的支架信息数据，提高远程控制中心与综采工作面有效数据的传输速率，同时由于有效数据传输速率提高，可适当提高采煤机的运行速度，进而提高自动化开采效率，可广泛应用在自动化开采领域。

附图说明

图1为本发明实施例中一种液压支架数据采集方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中一个液压支架数据采集场景示意图；

图3为本发明实施例中一种确定采煤机邻近液压支架编号的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例中一种液压支架数据采集系统的结构示意图；

图5为本发明实施例中邻近液压支架确定模块的结构示意图；

图6为本发明另一个实施例中液压支架数据采集系统的结构示意图；

图7为本发明实施例中液压支架集控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容作进一步描述。

如图1所示，本实施例提供一种液压支架数据采集方法，包括如下步骤：

S100获取采煤机所处的液压支架的编号；

S200根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号；

S300根据采煤机所处的液压支架的编号以及所述邻近液压支架的编号采集液压支架的支架信息数据。

具体的，综采工作面中每一个液压支架都有其对应的编号，液压支架按编号顺序沿综采工作面排列。在自动化开采过程中，综采工作面由远程控制中心的工作人员进行远程控制，为了安全开采，需要详细明了采煤机附近的液压支架的相关数据，分析相关数据判断液压支架的各种状态是否满足采煤机工作要求。因此，在本实施例中，提供了一种液压支架数据采集方法，该方法基于采煤机的位置进行分析，因而首先必须实时获取采煤机位置，即采煤机所处的液压支架的编号。如图2所示，在一刀煤作业中，当前采煤机位置P＝6，即采煤机所处的液压支架的编号为#6，该数据可由采煤机提供给远程控制中心。

然后根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号。在图2中，以上述采煤机位置P＝6为中心，获取采煤机附近一定区域(左右邻近)的液压支架的编号，该区域可预先设置，例如设置采煤机所处液压支架左右邻近的4个液压支架作为邻近液压支架，则此时邻近液压支架的编号为：#2、#3、#4、#5、#7、#8、#9、#10。

最后按获取的编号来采集液压支架的支架信息数据。在图2所示的场景下，即可采集编号为#2、#3、#4、#5、#6、#7、#8、#9、#10的液压支架的支架信息数据，而无需采集所有液压支架的支架信息数据，这是因为在自动化开采过程中，起到关键作用的支架信息数据是处于采煤机正在作业处的一定区域的液压支架的支架信息数据。因而本实施例中的液压支架数据采集方法可以显著提高远程控制中心与综采工作面有效数据的传输速率，提高自动化开采效率。

支架信息数据与开采需求相关，在一种具体实施方式中，上述的支架信息数据与包括但不限于液压支架当前作动信息数据、液压支架护帮伸收状态数据、液压支架顶板压力、液压支架高度以及液压支架故障信息数据等。

如图3所示，在一种具体实施方式中，还可通过如下方法确定采煤机的邻近液压支架的编号：

S210获取采煤机的运行速度以及采煤工艺参数；

S220根据所述运行速度与采煤工艺参数，获取采煤机单侧最优邻近支架数；

S230根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号。

由于在自动化开采过程中，起到关键作用的支架信息数据包括采煤机的邻近液压支架的支架信息数据，通过分析支架信息数据判断液压支架的各种状态是否满足采煤机工作要求，因此，在确定采煤机的邻近液压支架时，需充分考虑到采煤机当前的状态。

在本实施例中，主要考虑采煤机的运行速度以及采煤工艺参数(这两项数据均可由采煤机提供至远程控制中心)，综合采煤机的当前运行速度及采煤工艺参数，计算出采煤机单侧最优邻近支架数。然后根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号，这样保证了采煤机邻近液压支架选取的科学性，以及采集支架信息数据的有效性。例如，在图2所示的场景中，通过综合考虑采煤机的运行速度以及采煤工艺参数后，计算出采煤机单侧最优邻近支架数为3，则可将编号为#3、#4、#5、#7、#8、#9作为采煤机的邻近液压支架，此时远程控制中心只需采集编号为#3、#4、#5、#6、#7、#8、#9的液压支架的支架信息数据进行分析，就可以判断液压支架的各种状态是否满足采煤机工作要求，而无需采集所有液压支架的支架信息数据，从而提高了数据采集效率，进而提高自动化开采效率。

另外，当采煤机运行至端头或端尾的液压支架附近，采煤机左边或右边的剩余液压支架数会少于计算出的采煤机单侧最优邻近支架数，随着采煤机继续运行，左边或右边的剩余液压支架数最终会为零。因此，在根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号时，若采煤机所处液压支架的一侧剩余液压支架数小于采煤机单侧最优邻近支架数，则将该侧的剩余液压支架，以及另一侧邻近采煤机所处液压支架的、数量为采煤机单侧最优邻近支架数的液压支架作为采煤机的邻近液压支架。

对于除去采煤机所处的液压支架以及采煤机邻近液压支架外的液压支架，其支架信息数据可按照预设时间间隔进行采集，以此保证支架信息数据采集的全面性，使远程控制中心对采煤机的控制更加准确。

综合上述内容，本发明通过采集采煤机所处液压支架及邻近液压支架的支架信息数据掌握综采工作面现场开采情况，无需轮询所有液压支架的支架信息数据，使远程控制中心能及时获取有效的支架信息数据，提高远程控制中心与综采工作面有效数据的传输速率。同时由于有效数据传输速率提高，进一步可适当提高采煤机的运行速度，在保证自动化开采安全性的同时提高自动化开采效率，可广泛应用于自动化开采领域。

相应的，本发明还提供一种液压支架数据采集系统，下面结合一个具体实施例进行描述。

如图4所示，本实施例中的液压支架数据采集系统包括：

采煤机位置确定模块100，用于获取采煤机所处的液压支架的编号；

邻近液压支架确定模块200，用于根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号；

数据获取模块300，用于根据采煤机所处的液压支架的编号以及所述邻近液压支架的编号采集液压支架的支架信息数据。

综采工作面中每一个液压支架都有其对应的编号，液压支架按编号顺序沿综采工作面排列。在自动化开采过程中，综采工作面由远程控制中心的工作人员进行远程控制，为了安全开采，需要详细明了采煤机附近的液压支架的相关数据，分析相关数据判断液压支架的各种状态是否满足采煤机工作要求。本实施例提供了一种液压支架数据采集系统，该系统基于采煤机的位置进行分析，通过采煤机位置确定模块100实时获取采煤机位置，即采煤机所处的液压支架的编号。如图2所示，在一刀煤作业中，当前采煤机位置P＝6，即采煤机所处的液压支架的编号为#6，该数据可由采煤机提供。

然后邻近液压支架确定模块200根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号。在图2中，以上述采煤机位置P＝6为中心，获取采煤机附近一定区域(左右邻近)的液压支架的编号，该区域可预先设置，例如设置采煤机所处液压支架左右邻近的4个液压支架作为邻近液压支架，则此时邻近液压支架的编号为：#2、#3、#4、#5、#7、#8、#9、#10。

最后数据获取模块300按获取的编号来采集液压支架的支架信息数据。在图2所示的场景下，即可采集编号为#2、#3、#4、#5、#6、#7、#8、#9、#10的液压支架的支架信息数据，而无需采集所有液压支架的支架信息数据，这是因为在自动化开采过程中，起到关键作用的支架信息数据是处于采煤机正在作业处的一定区域的液压支架的支架信息数据。因而本实施例中的液压支架数据采集系统可以显著提高远程控制中心与综采工作面有效数据的传输速率，提高自动化开采效率。

支架信息数据与开采需求相关，在一种具体实施方式中，上述的支架信息数据与包括但不限于液压支架当前动作信息数据、液压支架护帮伸收状态数据、液压支架顶板压力、液压支架高度以及液压支架故障信息数据等。

在一种具体实施方式中，如图5所示，邻近液压支架确定模块200包括：

速度获取模块210，用于获取采煤机的运行速度；

工艺获取模块220，用于获取采煤机的采煤工艺参数；

最优参数求解模块230，用于根据所述运行速度与采煤工艺参数，获取采煤机单侧最优邻近支架数；

邻近编号确定模块240，用于根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号。

由于在自动化开采过程中，起到关键作用的支架信息数据包括采煤机的邻近液压支架的支架信息数据，通过分析支架信息数据判断液压支架的各种状态是否满足采煤机工作要求，因此，邻近液压支架确定模块200在确定采煤机的邻近液压支架时，需充分考虑到采煤机当前的状态。

在本实施例中，通过速度获取模块210获取采煤机的运行速度，通过工艺获取模块220获取采煤机的采煤工艺参数，这两项数据均可由采煤机提供，最优参数求解模块230综合采煤机的当前运行速度及采煤工艺参数，计算出采煤机单侧最优邻近支架数。然后邻近编号确定模块240根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号，确定采煤机的邻近液压支架的编号，这样保证了采煤机邻近液压支架选取的科学性，以及采集支架信息数据的有效性。例如，在图2所示的场景中，最优参数求解模块230计算出采煤机单侧最优邻近支架数为3，则邻近编号确定模块240可确定采煤机的邻近液压支架的编号为#3、#4、#5、#7、#8、#9。此时数据获取模块300只需采集编号为#3、#4、#5、#6、#7、#8、#9的液压支架的支架信息数据，然后根据该数据进行分析，就可以判断液压支架的各种状态是否满足采煤机工作要求，而无需采集所有液压支架的支架信息数据，从而提高了数据采集效率，进而提高自动化开采效率。

另外，当采煤机运行至端头或端尾的液压支架附近，采煤机左边或右边的剩余液压支架数会少于计算出的采煤机单侧最优邻近支架数，随着采煤机继续运行，左边或右边的剩余液压支架数最终会为零。因此，进一步的，如图5所示，本实施例中的邻近液压支架确定模块200还包括剩余支架检测模块250，用于检测采煤机所处液压支架两侧的剩余液压支架数。在邻近编号确定模块240根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号时，若剩余支架检测模块250检测到采煤机所处液压支架的一侧剩余液压支架数小于采煤机单侧最优邻近支架数，则邻近编号确定模块240将该侧的剩余液压支架以及采煤机所处液压支架另一侧邻近的、数量为采煤机单侧最优邻近支架数的液压支架作为采煤机的邻近液压支架。

在另一个具体实施例中，如图6所示，本发明的液压支架数据采集系统还包括非邻近数据采集模块400，用于按照预设时间间隔采集除去采煤机所处的液压支架以及所述邻近液压支架外的液压支架的支架信息数据。对于除去采煤机所处的液压支架以及采煤机邻近液压支架以外的液压支架，其支架信息数据可按照预设时间间隔进行采集，以此保证支架信息数据采集的全面性，使远程控制中心对采煤机的控制更加准确。

为实现液压支架数据的采集，本发明还提供一种液压支架集控系统，下面给出该液压支架集控系统的具体实施例。

如图7所示，本实施例中的液压支架集控系统包括监控主机1，监控主机1包括上述的液压支架数据采集系统，本实施例中液压支架集控系统还包括网络转换器2、支架控制器服务器3、支架控制器4、传感器5。

传感器5、支架控制器4均与液压支架6连接，支架控制器4分别与传感器5、支架控制器服务器3连接，网络转换器2分别与采煤机7、监控主机1、支架控制器服务器3连接。

具体的，监控主机1作为远程监控中心的主要设备，主要用于液压支架数据的采集，以及采煤机7及液压支架6的远程控制。每台液压支架6上可安装各种类型的传感器5，用于测量液压支架6的支架信息数据，例如液压支架当前动作信息数据、液压支架护帮伸收状态数据、液压支架顶板压力、液压支架高度以及液压支架故障信息数据等。每台液压支架6上安装支架控制器4，用于对液压支架6及传感器5进行控制，各个支架控制器4可通过连接器相连并连接至支架控制器服务器3，支架控制器服务器3负责处理各个支架控制器4上传的数据以及下发监控主机1的控制指令。监控主机1通过网络转换器2与支架控制器服务器3、采煤机7连接并进行数据交互。通过本实施例提供的液压支架集控系统1000，可方便地完成液压支架数据的采集以及采煤机的远程控制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种液压支架数据采集方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取采煤机所处的液压支架的编号；

根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号；

根据采煤机所处的液压支架的编号以及所述邻近液压支架的编号采集液压支架的支架信息数据；

根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号的过程包括如下步骤：

获取采煤机的运行速度以及采煤工艺参数；

根据所述运行速度与采煤工艺参数，获取采煤机单侧最优邻近支架数；

根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号。

2.根据权利要求1所述的液压支架数据采集方法，其特征在于，在根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号时，若采煤机所处液压支架的一侧剩余液压支架数小于所述采煤机单侧最优邻近支架数，则将该侧的剩余液压支架，以及另一侧邻近的、数量为采煤机单侧最优邻近支架数的液压支架作为采煤机的邻近液压支架。

3.根据权利要求1或2所述的液压支架数据采集方法，其特征在于，还包括如下步骤：

对于除去采煤机所处的液压支架以及所述邻近液压支架外的液压支架的支架信息数据，按照预设时间间隔进行采集。

4.根据权利要求3所述的液压支架数据采集方法，其特征在于，所述支架信息数据包括液压支架当前动作信息数据、液压支架护帮伸收状态数据、液压支架顶板压力、液压支架高度以及液压支架故障信息数据中的一种或多种。

5.一种液压支架数据采集系统，其特征在于，包括：

采煤机位置确定模块，用于获取采煤机所处的液压支架的编号；

邻近液压支架确定模块，用于根据采煤机所处液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号；

数据获取模块，用于根据采煤机所处的液压支架的编号以及所述邻近液压支架的 编号采集液压支架的支架信息数据；

所述邻近液压支架确定模块包括：

速度获取模块，用于获取采煤机的运行速度；

工艺获取模块，用于获取采煤机的采煤工艺参数；

最优参数求解模块，用于根据所述运行速度与采煤工艺参数，获取采煤机单侧最优邻近支架数；

邻近编号确定模块，用于根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号。

6.根据权利要求5所述的液压支架数据采集系统，其特征在于，所述邻近液压支架确定模块还包括剩余支架检测模块；

所述剩余支架检测模块用于检测采煤机所处液压支架两侧的剩余液压支架数；

所述邻近编号确定模块在根据采煤机单侧最优邻近支架数以及采煤机所处的液压支架的编号确定采煤机的邻近液压支架的编号时，若所述剩余支架检测模块检测到采煤机所处液压支架的一侧剩余液压支架数小于所述采煤机单侧最优邻近支架数，则将该侧的剩余液压支架，以及另一侧邻近的、数量为采煤机单侧最优邻近支架数的液压支架作为采煤机的邻近液压支架。

7.根据权利要求5或6所述的液压支架数据采集系统，其特征在于，还包括非邻近数据采集模块，用于按照预设时间间隔采集除去采煤机所处的液压支架以及所述邻近液压支架外的液压支架的支架信息数据。

8.一种液压支架集控系统，其特征在于，包括监控主机，所述监控主机包括权利要求5至7中任一项所述的液压支架数据采集系统，所述液压支架集控系统还包括网络转换器、支架控制器服务器、支架控制器、传感器；

所述传感器、所述支架控制器均与液压支架连接，所述支架控制器分别与所述传感器、所述支架控制器服务器连接，所述网络转换器分别与采煤机、所述监控主机、所述支架控制器服务器连接。